第十章三維繪圖與編輯

1、第十章 三維繪圖與編輯 三維圖形的查看 用戶坐標系統(tǒng) 三維圖形的繪制與編輯實例 其他三維繪制與編輯技巧 本章介紹下面幾項內(nèi)容：第一節(jié) 三維圖形的查看 正如可以從各個方向和角度觀測桌子上的杯子一樣，立體模型雖然是確定的，卻可以有無數(shù)種觀測方式。而且，在觀測過程中，觀測點的略微不同，也許就會使觀測結(jié)果產(chǎn)生巨大的差異。因此，怎樣選擇最簡便、最合適的方法來觀測三維模型，將是和建立三維模型本身同樣重要的。一使用視點預(yù)置值設(shè)置視點 提供了設(shè)置視點與X軸的夾角及視點與XY平面的夾角來定義視點的方法。步驟一： 在菜單橫條中選擇“視圖”，彈出視圖對話框。 選擇“三維視圖”，彈出三維視圖對話框。 選擇“視點預(yù)置”

2、。321步驟二： 如圖彈出視點預(yù)置對話框。 輸入視點相對于X軸的夾角。 輸入視點相對于XY平面的夾角。 選擇確定按鈕。4321視點預(yù)置的進一步說明： 在視點預(yù)置對話框中，可以將指針移到所對應(yīng)的角度示范框上，直接單擊鼠標左鍵輸入選擇的角度。 選擇設(shè)置為平面視圖按鈕，可設(shè)置相對于當前UCS的平面視圖。二使用三向軸設(shè)置視點 另一種設(shè)置視點的方式，則是利用三向軸來設(shè)置視點位置，使用此方式時，繪圖區(qū)會出現(xiàn)一個羅盤及一個隨著指針轉(zhuǎn)動角度的三向軸(即XYZ三軸)，只要在羅盤上指定一個視點位置，就會顯示該視點的視圖。 步驟一： 在菜單中選擇“視圖”，彈出視圖對話框。 選擇“三維視圖”，彈出三維視圖對話框。 選

3、擇“視點”。123步驟二： 繪圖區(qū)會出現(xiàn)一個羅盤及一個隨著指針轉(zhuǎn)動角度的三向軸(即XYZ三軸)。 用鼠標在羅盤內(nèi)選定一個檢視方向。 或直接在命令欄內(nèi)輸入1，-2，1.5作為檢視方向（常用的檢視方向）。32三使用三維動態(tài)觀察 “動態(tài)”觀察命令可以將立體任意旋轉(zhuǎn)不同的方向，以各種角度來查看立體圖形，就好像是一個真實的物體在眼前任意翻轉(zhuǎn)，執(zhí)行動態(tài)觀察命令后，可以通過UCS圖標的變化來知道查看的方位。步驟一： 在菜單中選擇“視圖”，彈出視圖對話框。 選擇“三維動態(tài)觀察器”。21步驟二： 被擊活的三維動態(tài)觀察器為如圖所示的圓形軌道。 在繪圖區(qū)按住鼠標左鍵拖動，此時立體圖形會隨著指針轉(zhuǎn)動。1三維動態(tài)觀察的

4、進一步說明： 當在觀察狀態(tài)下單擊右鍵，AutoCAD彈出快捷菜單，如右圖所示。在此只介紹應(yīng)用最廣泛的“連續(xù)觀察”，該選項使圖像連續(xù)旋轉(zhuǎn)。 四消除隱藏線 AutoCAD顯示三維圖形時，所有線條都會顯示在繪圖區(qū)中，為了使圖形線條簡單一些，并且也更接近真實物體，可用消隱命令消除圖形的隱藏線。 步驟一： 在菜單中選擇“視圖”，彈出視圖下拉菜單。 選擇“消隱”。12步驟二： 如圖，得到消隱后的圖形。1五將三維實體轉(zhuǎn)換為多視圖 當我們在模型空間創(chuàng)建三維實體后，希望能根據(jù)它產(chǎn)生三視圖或多視圖。在AutoCAD2004中可以實現(xiàn)三維實體到三視圖的自動轉(zhuǎn)換。步驟一： 選取“視圖/視口/命名視口”命令，彈出視口對

5、話框。 在視口中選取新建視口。 2步驟二： 在標準視口列表中選擇“四個：相等”的視口配置。 在設(shè)置中選取“三維”。 逐個擊活四個視口。24135 在激活的同時逐個修改四個視口中的圖形，四個視口中的圖形名稱分別為主視、俯視、左視及東南等軸測。 選擇確定按鈕。 步驟三 ： AutoCAD自動生成了三視圖和軸測圖。 在如圖視口中的三視圖不符合投影關(guān)系，改變圖形比例，才能使其符合投影關(guān)系。步驟四 ： 選擇窗口縮放圖標下的三角，彈出窗口縮放的下拉圖標。 選取比例縮放圖標。12步驟五 ： 擊活主視圖區(qū)。 選取比例縮放圖標。 在命令行提示“輸入比例因子”時，輸入圖形的縮放比例3。213步驟六 ： 依次選擇俯

6、視、左視區(qū)及比例縮放命令，輸入相同的圖形縮放比例，可得到如圖符合投影關(guān)系的三視圖。第二節(jié) 用戶坐標系統(tǒng) 前面我們使用的坐標系是世界坐標系（WCS），適用于二維繪圖，但在計算三維點時存在一定的困難。因此在繪制三維圖形前，繪圖者可在三維空間自行定義坐標系統(tǒng)，叫做用戶坐標系統(tǒng)（UCS）。UCS允許改變X、Y、Z軸的位置，以減少建立三維對象時所需的計算量。一創(chuàng)建用戶坐標系統(tǒng) 創(chuàng)建一個可以定義不同位置、方向的坐標系統(tǒng)，以利于繪制立體圖形。步驟一： 在菜單橫條中選擇“工具”，彈出工具下拉菜單。 選擇“新建”。 選擇“對象”。213步驟二： 鼠標在長方體左下腳頂點處點取，坐標系的原點便建立在該頂點。1子命令

7、的進一步講解： 創(chuàng)建用戶坐標系統(tǒng)時，可根據(jù)不同需要在命令欄內(nèi)選擇不同選項，下面為創(chuàng)建用戶坐標系統(tǒng)命令鏈圖。 命令行各選項的說明： 移動移動(M )(M )：通過改變當前UCS的原點位置或Z向深度來重新定義UCS；正交正交(G)(G)：將UCS設(shè)置成正交形式；上一個上一個(P)(P)：返回到上一個坐標系，最多可返回10次；恢復(fù)恢復(fù)(R)(R)：恢復(fù)命名保存的UCS，并使其成為當前UCS；保存（保存（S S）：）：將當前UCS命名保存；刪除（刪除（D D）：）：從保存的UCS中刪去指定的UCS；新建（新建（N N）：）：創(chuàng)建新的UCS。二管理用戶坐標系統(tǒng)該功能可進行用戶坐標系的設(shè)置。步驟一： 在菜

8、單中依次選擇“工具/命名”。步驟二： 在彈出的UCS對話框中選擇命名UCS（可以看到已存在兩個命名坐標系xyz1及xyz2）。 在xyz1上單擊鼠標右鍵，出現(xiàn)如圖對話框。 選擇置為當前。 選擇確定，完成設(shè)置，xyz1即為當前坐標系。3214坐標系的進一步說明： 當在UCS對話框中選擇“正交UCS”時，可以選擇AutoCAD默認的UCS坐標。選擇其中一項后，并單擊鼠標右鍵，展開菜單后，選擇深度，設(shè)置不同深度的正交。 當在UCS對話框中選擇“設(shè)置”時，可以選擇是否顯示UCS圖標；設(shè)置是否與當前視口一起保存UCS設(shè)置。 第三節(jié) 三維圖形的繪制與編輯實例 本節(jié)將把三維圖形的繪制與編輯命令貫穿于幾個實例

9、中加以介紹，能夠使學生按步驟在實例的制作過程中逐步使用與熟悉繪制及編輯命令。例1：支架的制作步驟一： 在實體工具欄選擇長方體 按鈕。 在繪圖區(qū)適當位置指定長方體的第一個角點。 在命令窗口用相對輸入長方體底面的另一角點為100，-80。 32步驟二： 命令窗口輸入長方體的高度為10。 回車后即得到該長方體。 21步驟三： 在下底面用相交兩直線定出長方體底面中心（此時開啟對象捕捉，捕捉直線的中心點）。 在下底面距前、右邊各16作相交兩直線定出邊角圓的中心。21步驟四： 在實體工具欄選擇圓柱體 按鈕。 選取該點為圓柱體底面中心為圓心、 在命令欄輸入圓柱體底面半徑為14。 在命令欄輸入圓柱體高度為40

10、。 確認后，得到該圓柱體。 25341步驟五： 在實體工具欄選擇“圓柱體”按鈕。 同理作出半徑為10，高為10的邊角圓柱體。21步驟六： 選取“修改/實體編輯/偏移面”命令。 選取邊角圓孔，按下鍵盤確定結(jié)束選擇。 在命令欄內(nèi)指定偏移距離-2，按下鍵盤的確定鍵，如圖小圓柱體直徑縮小了4（負值為縮小，正值為增大）。2步驟七 ： 選取“修改/三維操作/三維陣列”命令。 選取陣列對象。 選取矩形陣列。 輸入行數(shù)為2、列數(shù)為2、層數(shù)為1、指定行間距為48、列間距為-68。 確定后，得到如圖四個陣列的小圓柱體。 擦去確定圓柱體圓心所做的輔助線。234步驟八： 選取“工具/新建UCS/對象”命令，將坐標系原

11、點移到長方體的左上角。 用相交兩直線確定出長方體上底面中心。 選取圓柱體命令，以長方體上底面中心為圓心、以24為半徑，高為30做圓柱體。 213步驟九： 在實體工具欄選擇 按鈕。 輸入鍥體下底的長和寬36，8。 輸入鍥體的高為25。 在編輯欄內(nèi)選取 按鈕，平移鍥體。 以鍥體底面右側(cè)中心為基點。 位移的第二選擇在長方體上底面右側(cè)中點。 543216步驟十： 肋板（鍥體）平移后如圖。 選取“修改/三維操作/三維鏡像”命令。 選取要鏡像的物體。 指定鏡像平面上的第一點， 指定鏡像平面上的第二點（圓心）。 指定鏡像平面上的第三點， 當命令區(qū)提示是否刪除原對象時，直接回車（不刪除原對象）。5364步驟十

12、一： 如圖，肋板被三維鏡像。 選取“修改/實體編輯/并集”命令。 選取并集對象：長方體。 選取并集對象：大圓柱。 選取并集對象：兩個鍥體。543步驟十二： 確認后，上述四個實體即實現(xiàn)了并集，即四個實體融為一體（從右側(cè)肋板和圓柱相交處可以看出）。步驟十三： 選取“修改/實體編輯/差集”命令。 選取被減實體：長方體、大圓柱。 選取要減去的實體：四個小圓柱 選取要減去的實體：底圓直徑為14、高為40的圓柱體。423步驟十四： 確定后，得到差集后的實體，選擇要減去的五個實體變成了孔。 選取“視圖/消隱”命令，得到消隱過的如圖立體。2步驟十五： 在編輯欄內(nèi)選取 按鈕。 在命令欄內(nèi)輸入基面的倒角距離1.5

13、。 輸入其他基面的倒角距離1.5（或直 接回車）。 選取中間圓柱的上底面為選擇邊（環(huán)），確認后得到倒角環(huán)。1234步驟十六： 在編輯欄內(nèi)選擇 按鈕。 在命令欄內(nèi)輸入圓角半徑2。 選擇要倒圓角的邊（圓），確定后得到倒圓。 選取中間圓孔的上底面為選擇邊（環(huán)），確認后得到倒角環(huán)。31步驟十七： 在編輯欄內(nèi)選擇 按鈕。 在命令欄內(nèi)輸入圓角半徑16。 選擇要倒圓角的邊（長方體的四條棱線），確定后得到如圖實體。 刪除上底面用于確定圓心位置的交線。31步驟十八： 選取“修改/三維操作/三維旋轉(zhuǎn)”命令。 選取對象。 選取旋轉(zhuǎn)軸上的第一點（捕捉圓心）。 選取旋轉(zhuǎn)軸上的第二點（捕捉圓心）。 輸入旋轉(zhuǎn)角度45度。2

14、543步驟十九： 確認后，得到如圖所示的旋轉(zhuǎn)實體。1步驟二十： 選擇 按鈕，使視圖返回到未旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。 選取“視圖/渲染”命令。 在彈出的渲染對話框中選擇渲染按鈕。3步驟二十一： 得到的渲染過的圖形如右圖所示。 1步驟二十二： 選取“繪圖/實體/剖切”命令。 指定切面上的第一點（中點）。 指定切面上的第二點（圓心）。 指定切面上的第三點（中點）。 在要保留的一側(cè)指定點。5243步驟二十三： 命令結(jié)束后得到如圖被消隱過剖切的實體。1剖切命令的進一步說明： 剖切后，如果要保留兩側(cè)實體。在命令行內(nèi)輸入b，使用平移命令將前面實體移動一段距離即可，如圖所示。 例2：法蘭盤的制作 步驟一： 選取“視圖/三維

15、視圖/俯視”命令，在俯視區(qū)內(nèi)作圖。 作相交兩直線。 以直線交點為圓心、100為半徑作圓。 以直線交點為圓心、80為半徑作圓。 在該處作一半徑為10的圓。3254步驟二 ： 選取“視圖/三維視圖/視點”命令，在命令欄內(nèi)輸入視點1，-2，1.5。刪除兩條輔助直線及半徑為80的圓。步驟三： 選取“繪圖/實體/拉伸”命令。 分別選取拉伸實體：大圓和小圓。 輸入拉伸高度20。 輸入拉伸的傾斜角度為0。 確定后，得到如圖拉伸體。22435步驟四： 選取“視圖/三維視圖/主視”命令，在主視圖內(nèi)作圖。 在圓柱體上方中點處作高度為60的直線。 緊靠直線作高為60、長為12的矩形。23步驟五： 在編輯欄內(nèi)選取 按

16、鈕。 選取矩形為平移對象。 位移的第二點為36，0（相對坐標）。 確定后，矩形被平移到該處。14步驟六 ： 選取“視圖/三維視圖/視點”命令，在命令欄內(nèi)輸入視點1，-2，1.5。 選取“繪圖/實體/旋轉(zhuǎn)”命令。 選擇旋轉(zhuǎn)對象。 指定旋轉(zhuǎn)軸的起點。 指定旋轉(zhuǎn)軸的端點。 在命令欄內(nèi)輸入旋轉(zhuǎn)角度360度。 345步驟七 ： 確定后，得到如圖所示的旋轉(zhuǎn)實體。 選取“修改/三維操作/三維陣列”命令。 選取陣列對象。 選取環(huán)形陣列。 輸入陣列的項目為4。 指定要填充的角度為360度。 指定陣列的中心點。 指定旋轉(zhuǎn)軸上的第二點。2567834步驟八 ： 確定后，得到如圖所示的陣列實體。 選取“修改/實體編輯

17、/差集”命令。 選取被減實體：大圓柱。 選取要減去的實體：四個小圓柱。 刪除用于旋轉(zhuǎn)及陣列的中心軸。1435步驟九 ： 確定后，得到差集實體。 選取“修改/實體編輯/并集”命令。 選取對象1。 選取對象2。43步驟十 ： 選取“視圖/渲染”命令，得到渲染過的實體。1步驟十一 ： 選取“視圖/消隱”命令。 選取“繪圖/實體/截面”命令。 選取對象。 指定截面上的第一點（捕捉圓心）。 指定截面上的第二點（捕捉圓心）。 指定截面上的第三點（捕捉圓心）。 此時，在立體中出現(xiàn)一個截面。36547步驟十二 ： 使用移動命令將該截面平移到圖形之外。1步驟十三： 選取“工具/新建UCS/對象”命令。 將用戶坐

18、標系移至該處（即用戶坐標系和截面對齊）。 選取“繪圖/圖案填充”命令，在該截面上填充剖面線。2例3：桌面布置的制作步驟一：3425 選取“視圖/三維視圖/俯視”命令，在俯視圖內(nèi)作圖。 作長為100，寬為60的矩形。 距矩形下邊界15作一條水平輔助線。 距矩形右邊界20作一條豎直輔助線。 在兩線交點處作一直徑為10的圓。步驟二： 選取“視圖/三維視圖/視點”命令，在命令欄內(nèi)輸入視點1，-2，1.5。 將兩條輔助直線刪除。 在無命令狀態(tài)下選取圓。 按下鼠標右鍵，彈出對話框，選取特性選項，彈出特性對話框。 34步驟三： 在厚度欄內(nèi)輸入-50。 關(guān)閉特性對話框，即得到加厚的、向下延伸的加厚體。12步驟

19、四： 如圖為加厚的圓柱體。 選取“繪圖/實體/拉伸”命令。 選取拉伸實體矩形。 輸入拉伸高度8。 輸入拉伸的傾斜角度為0。13步驟五： 確定后，得到如圖拉伸的長方體。 選取“修改/三維操作/三維陣列”命令。 選取陣列對象。 選取矩形陣列。 輸入行數(shù)為2、列數(shù)為2、層數(shù)為1、指定行間距為30、列間距為-60。13步驟六 ：確定后，得到如圖四個陣列的圓柱體。步驟七： 選取“視圖/三維視圖/主視”命令，將圖形轉(zhuǎn)換為主視。 在長方體的上方中間位置做一條豎直線，作為軸線。 做一條如圖所示的曲線。 將曲線轉(zhuǎn)換成多段線。 23步驟八： 選取“視圖/三維視圖/左視”命令，將圖形轉(zhuǎn)換為左視。 移動軸線和多段線，

20、使其重合，并放置在長方體上方中間位置。2步驟九： 選取“視圖/三維視圖/主視”命令，將圖形轉(zhuǎn)換為主視。 選取“繪圖/曲面/旋轉(zhuǎn)曲面”命令。 選擇要旋轉(zhuǎn)的對象。 選擇定義旋轉(zhuǎn)軸的對象。 起始角度為0。 包含角度為360度。 4356步驟十： 確認后，形成如圖所示的花瓶樣曲面。1步驟十一： 選取“視圖/三維視圖/視點”命令，在命令欄內(nèi)輸入視點1，-2，1.5。 選取“工具/新建/對象”命令。 鼠標在該處點取，坐標系的原點便建立在該頂點。 在桌面（長方體上表面）上作長方體。43步驟十二 ： 選取“修改/實體編輯/抽殼”命令。 選取桌面上長方體為抽殼對象。 選取長方體的上底面為刪除面。 按下確定鍵，在

21、命令行輸入抽殼偏移距離2。342步驟十三： 執(zhí)行完抽殼命令的空心長方體如圖所示。 在桌面上畫出樣條曲線。 在桌面上畫出圓弧。213步驟十四 ： 選取“繪圖/曲面/直紋曲面”命令。 選取第一條定義曲線。 選取第二條定義曲線。 生成的直紋曲面如圖。 12步驟十五 ： 在桌面上畫出四條首尾相接的樣條曲線。 選擇用作曲面邊界的對象1。 選擇用作曲面邊界的對象2。 選擇用作曲面邊界的對象3。 選擇用作曲面邊界的對象4。2534步驟十六： 生成的邊界曲面如圖。1第四節(jié) 其他三維繪制與編輯技巧 一. 平移曲面 平移曲面是將某一對象按照指定的方向矢量的方向和長度延展出一個曲面。 步驟一： 選取“平移曲面”按鈕

22、。 選取平移曲線。 選取方向矢量。321步驟二： 執(zhí)行完上述操作即得到如圖所示的圖形。1平移曲面的進一步說明： 用于平移的二維對象如果為多段直線或圓弧組成，則先把他們轉(zhuǎn)換成多段線，然后再進行平移操作。 作為輪廓曲線的對象可以是直線、圓弧、圓、樣條曲線、二維多段線、三維多段線等對象。作為方向矢量的對象可以是直線或非閉合的二維多段線、三維多段線等對象。當選擇多段線作為方向矢量時，平移方向沿著多段線兩端點的方向。二.拉伸（通過指定路徑拉伸對象） 通過指定路徑拉伸對象可將已建立的二維圖形按指定路徑拉伸而成為三維的立體對象。 步驟一： 選取“視圖/三維視圖/俯視”命令，在俯視投影面上作圖。 在命令欄內(nèi)輸入ISOLINES。 設(shè)置線框密度為10。 在俯視圖中作圓。243步驟二： 選取“視圖/三維視圖/主視”命令，在主視投影面上作圖。 用多段線命令畫出該線。步驟三： 選取“視圖/三維視圖/視點”命令，畫圖區(qū)域轉(zhuǎn)換為三維。 選